Skkn phát triển năng lực nghiên cứu khoa học cho học sinh trong dạy học chủ đề “chuyển hóa vật chất và năng lượng ở vi sinh vật sinh học 10 thpt) với vấn đề ứng dụng vi sinh vật để xử lí nước thải chăn nuôi

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHỦ ĐỀ “CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở VI SINH VẬT ” (SINH HỌC 10 - THPT) VỚI VẤN ĐỀ ỨNG DỤNG VI SINH VẬT ĐỂ XỬ LÍ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM LĨNH VỰC: SINH HỌC skkn SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT NAM ĐÀN =====  ===== SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHỦ ĐỀ “CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở VI SINH VẬT ” (SINH HỌC 10 - THPT) VỚI VẤN ĐỀ ỨNG DỤNG VI SINH VẬT ĐỂ XỬ LÍ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM LĨNH VỰC: SINH HỌC Tên tác giả : Hoàng Thị Minh Tổ môn : Tự nhiên Năm thực : 2021 - 2022 Số ĐT : 0399110414 skkn MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ 1 Lí chọn đề tài Mục đích phạm vi nghiên cứu .2 Phương pháp nghiên cứu Những đóng góp đề tài Cấu trúc đề tài Phần II NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .4 Chương CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu 1.1.1 Tổng quan nghiên cứu lực nghiên cứu khoa học .4 1.1.2 Tổng quan nghiên cứu dạy học theo định hướng giáo dục STEM 1.2 Cơ sở lý luận đề tài 1.2.1 Cơ sở lý luận lực nghiên cứu khoa học 1.2.2 Cơ sở lý luận dạy học STEM 1.3 Cơ sở thực tiễn đề tài 12 1.3.1 Thực trạng việc đổi PPDH theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển NL NCKH HS dạy học Sinh học 12 1.3.2 Khảo sát bước đầu NL NCKH HS học tập môn Sinh học 13 Kết luận chương 15 Chương THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHỦ ĐỀ “CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG Ở VI SINH VẬT” (SINH HỌC 10 - THPT) THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CHO HỌC SINH 16 2.1 Phân tích cấu trúc nội dung chủ đề “Chuyển hóa vật chất lượng vi sinh vật” (Sinh học 10-THPT) 16 2.2 Thiết kế chủ đề dạy học STEM để phát triển lực nghiên cứu khoa học cho học sinh chủ đề “Chuyển hóa vật chất lượng vi sinh vật” (Sinh học 10-THPT) 16 2.2.1 Quy trình thiết kế chủ đề/ học STEM dạy học Sinh học 16 2.2.2 Vận dụng thiết kế chủ đề dạy học STEM phát triển lực nghiên cứu khoa học dạy học chủ đề “Chuyển hóa vật chất lượng vi sinh vật” (Sinh học 10-THPT) 19 skkn 2.3 Tổ chức dạy học chủ đề STEM để phát triển lực nghiên cứu khoa học cho học sinh dạy học chủ đề “Chuyển hóa vật chất lượng vi sinh vật” (Sinh học 10-THPT) 26 2.3.1 Quy trình tổ chức dạy học học/ chủ đề STEM 26 2.3.2 Vận dụng quy trình tổ chức dạy học STEM chủ đề “Chuyển hóa vật chất lượng vi sinh vật” (Sinh học 10-THPT) để phát triển lực nghiên cứu khoa học cho học sinh 28 2.4 Đánh giá lực nghiên cứu khoa học 35 2.4.1 Rubric đánh giá kỹ NL NCKH 35 2.4.2 Bảng kiểm đánh giá kỹ NL NCKH 36 2.4.3 Câu hỏi, tập đánh giá NL NCKH 38 Kết luận chương 41 Chương THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 42 3.1 Mục đích thực nghiệm 42 3.2 Nội dung thực nghiệm 42 3.3 Phương pháp thực nghiệm 42 3.4 Kết xử lí kết thực nghiệm 42 3.4.1 Phân tích định lượng 42 3.4.2 Phân tích định tính 46 3.4.3 Thực trạng HS sau tham gia học tập chủ đề STEM 47 Phần III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49 Kết luận 49 Kiến nghị 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 PHỤ LỤC skkn DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Chữ viết đầy đủ Chữ viết tắt ĐC Đối chứng GV Giáo viên HS Học sinh KT ĐG Kiểm tra đánh giá KN Kĩ NCKH Nghiên cứu khoa học NL Năng lực NL NCKH Năng lực nghiên cứu khoa học PPDH Phương pháp dạy học 10 SGK Sách giáo khoa 11 STEM Science, Technology, Engineering, Mathematics 12 THPT Trung học phổ thông 13 TN Thực nghiệm 14 VSV Vi sinh vật skkn DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cấu trúc NL NCKH HS trường THPT Hình 1.2 Tiến trình khoa học giáo dục STEM Hình 1.3 Tiến trình học STEM .9 Hình 1.4 Mối quan hệ dạy học STEM NL NCKH 11 Hình 2.1 Quy trình thiết kế chủ đề/ học STEM dạy học Sinh học 17 Hình 2.2 Quy trình tổ chức dạy học chủ đề/ học STEM phát triển NL NCKH cho HS 26 Hình 2.3 Ơ nhiễm nước thải chăn nuôi 28 Hình 2.4 Bên dịng sơng “chết”, người dân bất lực sống chung với ô nhiễm 28 Hình 3.1 Biểu đồ đường tích lũy lớp TN lớp ĐC lần kiểm tra đầu TN 43 Hình 3.2 Biểu đồ đường tích lũy lớp TN lớp ĐC lần kiểm tra TN 44 Hình 3.3 Biểu đồ đường tích lũy lớp TN lớp ĐC lần kiểm tra sau TN 44 Hình 3.4 Kết khảo sát thái độ hứng thú học tập HS sau học theo định hướng giáo dục STEM 47 skkn DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Sự phù hợp tiến trình tổ chức hoạt động học HS học STEM với phương pháp dạy học tích cực……11 Bảng 1.2 Kết điều tra GV dạy học theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển NL NCKH cho HS dạy học Sinh học 12 Bảng 1.3 Khảo sát NL NCKH HS học tập môn Sinh học 13 Bảng 2.1 Tiến trình tổ chức dạy học chủ đề “Chuyển hóa vật chất lượng VSV” (Sinh học 10-THPT) theo định hướng giáo dục STEM22 Bảng 2.2 Tiêu chí đánh giá báo cáo kiến thức (I) 23 Bảng 2.3 Tiêu chí đánh giá báo cáo đề cương nghiên cứu (II) 24 Bảng 2.4 Tiêu chí đánh giá báo cáo sản phẩm (III) 24 Bảng 2.5 Tiêu chí đánh giá kĩ làm việc nhóm 25 Bảng 2.6 Hệ thống tiêu chí đáng giá NL NCKH 35 Bảng 2.7 Kiểm quan sát đánh giá NL NCKH cho GV 37 Bảng 2.8 Bảng kiểm đánh giá kỹ đề xuất vấn đề liên quan 37 Bảng 2.9 Kiểm đánh giá kỹ lập thu nhận xử lí thơng tin 37 Bảng 2.10 Kiểm đánh giá kỹ thiết kế thực NCKH 38 Bảng 2.11 Kiểm đánh giá kỹ viết, trình bày báo cáo thảo luận 38 Bảng 3.1 Kết thống kê điểm số kiểm tra trình TN 43 Bảng 3.2 Bảng tổng hợp tham số đặc trưng phần mềm SPSS 43 Bảng 3.3 Kết đánh giá định lượng tiêu chí NL NCKH HS 43 skkn ĐẶT VẤN ĐỀ Lí chọn đề tài 1.1 Xuất phát từ xu đổi giáo dục Hiện giới với q trình tồn cầu hóa, phát triển nhanh chóng mạnh mẽ khoa học công nghệ, việc hội nhập quốc tế lên kinh tế tri thức đặt nhiều yêu cầu cho nghiệp giáo dục Việt Nam Ở nước, tiến trình đổi giáo dục đạt nhiều thành tựu đáng kể, góp phần đắc lực thực mục tiêu cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước, nhiên cịn nhiều hạn chế bất cập Nghị số 29-NQ/TW ngày 4/11/2013 Hội nghị Trung ương khóa XI đổi bản, toàn diện giáo dục đào tạo nêu hạn chế “Hệ thống giáo dục đào tạo nặng lý thuyết, nhẹ thực hành Đào tạo thiếu gắn kết với nghiên cứu khoa học, sản xuất, kinh doanh nhu cầu thị trường lao động” giải pháp quan trọng để đổi giáo dục “Nâng cao chất lượng, hiệu nghiên cứu ứng dụng khoa học, công nghệ” [1] Ở trường phổ thông, HS tiếp cận hoạt động NCKH chủ yếu thông qua thi khoa học kĩ thuật nên phát triển NL NCKH hạn chế Vì cần đẩy mạnh hoạt động dạy học nâng cao NL NCKH cho HS 1.2 Xuất phát từ hiệu dạy học theo định hướng giáo dục STEM phát triển NL NCKH Dạy học theo định hướng giáo dục STEM xem phương thức có hiệu việc phát triển phẩm chất, NL có NL NCKH Tại hội nghị Khoa học - Công nghệ - Kỹ thuật - Toán học (STEMCON) Việt Nam 2017, thứ trưởng khoa học công nghệ Trần Văn Tùng nhấn mạnh: “Giáo dục STEM nhiệm vụ quan trọng mục tiêu tạo nguồn nhân lực nghiên cứu khoa học công nghệ chất lượng cao cần quan tâm phủ để thúc đẩy hoạt động này” Mỗi chủ đề dạy học STEM đề cập giao cho HS giải vấn đề tương đối trọn ven, đòi hỏi HS phải huy động kiến thức có tìm tịi, chiếm lĩnh kiến thức để sử dụng Q trình địi hỏi HS phải thực theo “quy trình khoa học” để chiếm lĩnh kiến thức “quy trình kĩ thuật” để sử dụng kiến thức vào việc thiết kế thực giải pháp “công nghệ” để giải vấn đề [3] Các kiến thức kỹ tích hợp, lồng ghép bổ trợ cho nhau, giúp HS khơng hiểu biết ngun lý mà cịn thực hành tạo sản phẩm sống ngày 1.3 Xuất phát từ đặc điểm môn Sinh học nội dung kiến thức phần sinh học vi sinh vật Môn Sinh học môn học khoa học tự nhiên mang tính thực nghiệm cao Các nội dung chủ đề “Chuyển hóa vật chất lượng skkn vi sinh vật” (Sinh học 10 - THPT) gồm kiến thức: khái niệm, đặc điểm chung, loại môi trường nuôi cấy vi sinh vật; kiểu dinh dưỡng vi sinh vật; trình tổng hợp phân giải chất vi sinh vật; ứng dụng trình tổng hợp phân giải chất vi sinh vật Trong có ứng dụng vi sinh vật làm môi trường [4] Tham gia hoạt động dạy học theo định hướng giáo dục STEM chủ đề “Chuyển hóa vật chất lượng vi sinh vật” (Sinh học 10 - THPT) HS vừa tìm hiểu kiến thức VSV, vừa nghiên cứu chế tạo chế phẩm vi sinh làm môi trường từ nguyên liệu thiên nhiên nguyên liệu nhà bếp, không chứa hóa chất độc hại, thân thiện với mơi trường, chi phí thấp Từ góp phần phát triển HS NL NCKH, tăng cường vận dụng kiến thức khoa học vào thực tiễn, giúp HS thấy Sinh học gần gũi, thiết thực với sống người, lĩnh vực hứa hẹn nhiều thành tựu lý thuyết công nghệ đại bối cảnh cách mạng cơng nghệ 4.0 Vì lí mà lựa chọn đề tài “Phát tiển lực nghiên cứu khoa học cho học sinh dạy học chủ đề: Chuyển hóa vật chất lượng vi sinh vật (Sinh học 10-THPT) với vấn đề ứng dụng vi sinh vật để xử lí nước thải chăn nuôi theo định hướng giáo dục STEM” Mục đích phạm vi nghiên cứu - Mục đích: Thiết kế tổ chức dạy học chủ đề “Chuyển hóa vật chất lượng vi sinh vật”, Sinh học 10 -THPT theo định hướng giáo dục STEM phát triển lực nghiên cứu khoa học cho học sinh nâng cao hiệu dạy học - Phạm vi nội dung: Thiết kế kế hoạch dạy học chủ đề “Chuyển hóa vật chất lượng vi sinh vật”, Sinh học 10 -THPT theo định hướng giáo dục STEM - Phạm vi thực nghiệm: Chúng tiến hành thực nghiệm trường THPT Nam Đàn 2, THPT Nam Đàn 1, THPT Lê Hồng Phong, THPT Thái Lão Phương pháp nghiên cứu 3.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết - Nghiên cứu tài liệu có liên quan đến nội dung kiến thức phần sinh học vi sinh vật, lí thuyết NL NCKH, tài liệu dạy học tích cực, lí thuyết dạy học theo định hướng giáo dục STEM - Nghiên cứu tài liệu lý luận phương pháp giảng dạy Sinh học, giáo trình, luận văn, luận án, tạp chí, viết website làm sở khoa học cho đề tài nghiên cứu 3.2 Phương pháp điều tra - Điều tra thực trạng đổi PPDH theo định hướng giáo dục STEM nhằm phát triển NL NCKH HS dạy học Sinh học - Điều tra thực trạng phát triển NL NCKH HS học tập môn Sinh học - Điều tra thái độ hứng thú học tập HS học theo định hướng giáo dục STEM qua chủ đề “Chuyển hóa vật chất lượng VSV”, Sinh học 10 - THPT skkn 3.3 Phương pháp chuyên gia - Gặp gỡ trao đổi xin ý kiến giảng viên trường ĐH, GV có kinh nghiệm trường THPT việc xác định nội dung áp dụng vào việc thiết kế tổ chức hoạt động dạy học STEM - Lấy ý kiến đánh giá GV THPT có kinh nghiệm khả tổ chức hiệu việc tổ chức dạy học STEM dạy học chủ đề “Chuyển hóa vật chất lượng VSV”, Sinh học 10 - THPT 3.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm Sau thiết kế xây dựng quy trình tổ chức dạy học theo định hướng STEM, tiến hành thực nghiệm trường THPT để kiểm tra tính đắn, tính thực tiễn đề tài Chúng tiến hành xem xét tiến HS lớp TN lớp ÐC qua chủ đề dạy học, xem xét tiến lớp TN qua chủ đề Kết thực nghiệm đánh giá qua phiếu quan sát kiểm tra + Đối tượng thực nghiệm: học sinh lớp 10 THPT + Nội dung thực nghiệm: học chủ đề “Chuyển hóa vật chất lượng VSV”, Sinh học 10 - THPT + Tiến hành thực nghiệm theo bước cụ thể 3.5 Phương pháp thống kê toán học - Thu thập thống kê số liệu từ kết tất lần tiến hành thực nghiệm sau xử lý số liệu phần mềm SPSS - Sử dụng phần mềm excel để tính tốn tham số phù hợp Những đóng góp đề tài - Góp phần hệ thống hóa sở lý luận sở thực tiễn việc dạy học theo định hướng giáo dục STEM phát triển NL NCKH cho HS dạy học Sinh học THPT - Thiết kế tổ chức dạy học chủ đề “Chuyển hóa vật chất lượng vi sinh vật”, Sinh học 10-THPT theo định hướng giáo dục STEM phát triển NL NCKH cho HS - Xây dựng tiêu chí đánh giá NL NCKH cho HS, lựa chọn đề xuất công cụ đánh giá NL NCKH cho HS thông qua dạy học theo đinh hướng giáo dục STEM Cấu trúc đề tài Kết cấu đề tài bao gồm: Mở đầu, nội dung, kết luận, kiến nghị, tài liệu tham khảo phụ lục, sáng kiến kinh nghiệm bao gồm chương: Chương 1: Cơ sở lí luận thực tiễn đề tài Chương Thiết kế tổ chức dạy học chủ đề “Chuyển hóa vật chất lượng vi sinh vật” (Sinh học 10-THPT) theo định hướng giáo dục STEM phát triển lực nghiên cứu khoa học cho học sinh Chương 3: Thực nghiệm sư phạm skkn bào nhờ VSV tiết prôtêaza môi trường Các axit amin VSV hấp thu phân giả để tạo thành lượng cho hoạt động sống tế bào -> Ứng dụng: phân giải protein cá đậu tương để làm nước mắm, nước chấm,… b Phân giải pôlysaccarit ứng dụng - Lên men êtilic: Tinh bột Nấm (đường hố) Glucơzơ Nấm men rượu Êtanol + CO2 -> Ứng dụng: sản xuất rượu, bia, làm nở bột mì - Lên men lactic: Tinh bột Vi khuẩn lactic đồng hình Axit lactic Tinh bột Vi khuẩn lactic dị hình Axit lactic + CO2 + Êtanol + Axit axêtic … -> Ứng dụng: làm sữa chua, muối chua, ủ chua loại rau quả, thức ăn gia súc c Phân giải xenlulơzơ Vi sinh vât có khả tiết hệ enzim phân giải xenlulôzơ để phân giải xác thực vật làm cho đất giàu dinh dưỡng tránh ô nhiễm môi trường Mối quan hệ trình tổng hợp trình phân giải: - Tổng hợp (đồng hóa) phân giải (dị hóa) hai q trình ngược chiều thống hoạt động sống tế bào: + Đồng hóa tổng hợp chất cung cấp nguyên liệu cho dị hóa + Dị hóa phân giải chất cung cấp lượng nguyên liệu cho đồng hóa - Con người sử dụng mặt có lợi hạn chế mặt có hại q trình tổng hợp phân giải chất vi sinh vật → phục vụ cho đời sống bảo vệ môi trường IV Thực hành lên men Lactic Quy trình làm sữa chua muối chua rau (HS thực nhà) Lên men sữa chua: * Chuẩn bị: - Nguyên liệu: lít sữa tươi có đường, sữa chua thành phẩm (1 hộp) PL 22 skkn - Dụng cụ: bình chứa tích lít, cốc có nắp tích 100ml (12 cốc), bình dun nước, đũa * Tiến hành: Bước 1: Đổ lít sữa tươi bình chứa lít Bước 2: Bổ sung sữa chua thành phẩm vào hỗn hợp dịch sữa chuẩn bị, khuấy Bước 3: Chia hỗn hợp sữa vào côc đậy nắp Bước 4: Ủ cốc sữa nhiệt độ 35-400C thời gian khoảng 8-12 Bước 5: Bảo quản cốc sữa tủ lạnh nhiệt độ 4-60C sử dụng Lên men dưa chua * Chuẩn bị: - Nguyên liệu: rau cải bắp cải bẹ, muối, đường, hành lá, nước đun sôi để nguội - Dụng cụ: dao/ kéo, bình lên men, phên tre/ nứa * Tiến hành: Bước 1: Rửa rau cải hành nước lạnh, phơi héo rau cải Bước 2: Cắt cải bẹ hành thành khúc khoảng 3-4 cm Bước 3: Trộn rau cải hành cho vào bình lên men, dùng phên nén chặt Bước 4: Bổ sung dung dịch nước muối 3% có chứa 0,5 – 1% đường cho ngập rau (5 cm) Bước 5: Ủ nhiệt độ 35-400C ngày thu sản phẩm dưa chua V Một số thành tựu công nghệ VSV ứng dụng VSV Công nghệ vi sinh Công nghệ vi sinh vật trình sản xuất quy mơ cơng nghiệp có tham gia vi sinh vật dựa thành tựu tổng hợp nhiều môn khoa học, phục vụ cho việc tăng cải vật chất xã hội bảo vệ lợi ích người Một số thành tựu công nghệ VSV - Sản xuất thực phẩm; - Sản xuất enzyme protein; - Nhiên liệu sinh học; - Vật liệu sinh học; - Axit dung môi hữu cơ; PL 23 skkn - Dược phẩm sinh học Ứng dụng VSV - VSV khử mùi chuồng trại, nước thải chăn nuôi; - VVS xử lý nước thải sinh hoạt, công nghiệp, hầm cầu; - VSV trị mụn, trứng cá, vết thâm đen, - VSV xử lý dầu mỡ; - VSV xử lý phèn; - Vi sinh công nghệ thực phẩm; - Vi sinh vật cải tạo đất trồng trọt PHỤ LỤC 2.3 HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI PHIẾU HỌC TẬP Chủ đề: “Chuyển hóa vật chất lượng vi sinh vật” - Sinh học 10 Bài tập 1: Câu 1: Đáp án: A 1, 2, 3, Câu 2: Đáp án: C Nguồn cacbon nguồn lượng Câu 3: Đáp án: Cột A - Sản xuất nước mắm: Cột B d - Q trình phân giải prơtêin động vật vi sinh vật có sẵn ruột cá - Sản xuất nước tương: a- Q trình phân giải prơtêin tinh bột thực vật nấm sợi vi khuẩn - Sản xuất sữa chua: c - Quá trình lên men lactic vi khuẩn lactic đồng hình - Sản xuất rượu: b - Quá trình lên men etylic nấm men, nấm mốc Câu 4: Vai trò VSV đời sống, sức khỏe môi trường: - VSV khử mùi chuồng trại, nước thải chăn nuôi: loại VSV có lợi thúc đẩy nhanh chóng trình phân hủy chất hữu nước thải, phân thải hấp thụ nhanh khí độc ví dụ NO 2, COD, NH3, BOD5, H2S, nhằm biến đổi chúng thành dạng lượng tích cực khác, hay trừ khử mùi hôi nguy lây nhiễm bệnh tật - VVS xử lý nước thải sinh hoạt, công nghiệp, hầm cầu: việc dùng VVS xử lý nước thải sinh hoạt, công nghiệp, bồn cầu hầm cầu trừ khử nhanh chóng hàm lượng chất hữu độc hại, giúp cho nước mùi thối Phụ thuộc vào tình trạng thực tế, bạn bổ sung VVS lọc nước hiếu khí hay kỵ khí - VSV trị mụn, trứng cá, vết thâm đen, : tận dụng vài loại vi sinh vật ví dụ Lactobacillus, Streptococcus thermophilus, Saccharomyces cerevisiae, để tạo sản phẩm men vi sinh, xịt lợi khuẩn nhằm tăng sức đề kháng cho PL 24 skkn da, giúp cho da trở nên màu mịn màng - VSV xử lý dầu mỡ: dầu mỡ khơng thể hịa tan nước, không giải triệt để gây nhiễm cho nơi tiếp nhận, ví dụ nhiễm nguồn nước Ngồi ra, dầu mỡ tích tụ thời gian dài lý gây tắc đường ống thoát nước, lavabo, bồn rửa bát, Với trường hợp này, việc ứng dụng VSV ăn dầu biện pháp tuyệt vời - VSV xử lý phèn: nước bị nhiễm phèn có chứa kim loại nặng độc hại hàm lượng Fe vô cao, tác động xấu đến sức khỏe người, gây ố vàng quần áo, làm hỏng dụng cụ chứa nước gây nguy hại đến hệ sinh vật sống mơi trường có chứa nồng độ phèn cao Con người ứng dụng vai trò VSV xử lý phèn để cải thiện chất lượng nước, bảo vệ sức khỏe người, ví dụ đời sản phẩm Bio - clean - Vi sinh công nghệ thực phẩm: VSV thực phẩm áp dụng phổ biến để sản xuất acid thực phẩm, men vi sinh đường ruột cho tôm, cốm vi sinh giúp bé ăn ngon, chế biến thức ăn gia súc gia cầm, sử dụng công nghệ lên men để sản xuất rượu bia, dấm, chế phẩm enzyme, nhằm phục vụ cho sống người - VSV xử lý nước ao hồ, bể thủy sinh: phụ thuộc vào mục đích sử dụng để lựa chọn loại VSV tốt cho bể cá cảnh, VSV xử lý nước ao nuôi tôm, vi sinh cho cá rồng, vi sinh thủy sản thủy sinh hay VSV cho hồ bể thủy sinh Công dụng VSV lọc nước ao tơm, bể thủy sinh, nước hồ cá ao hồ nuôi trồng thủy sản, tạo nên chu trình xử lý tự phân hủy chất độc hại cách tự nhiên để biến đổi chúng thành chất an toàn cho sức khỏe thủy sản, phòng dịch bệnh nhằm giúp cho tơm cá sinh trưởng cách nhanh chóng - Vi sinh vật cải tạo đất trồng trọt: sử dụng VSV có lợi nhằm cải tạo đất trồng trọt, giúp cho đất tơi xốp, giàu chất dinh dưỡng mùn hơn, nâng cao suất trồng để vụ mùa bội thu Bài tập 2: Câu 1: Theo em bạn Hoa thực quy trình làm Câu 2: Hiện tượng em quan sát thực làm sữa chua nhà: - Màu sắc sữa chuyển từ màu trắng sang trắng ngà - Trạng thái từ lỏng sang đông tụ (đặc sệt lại) - Hương thơm nhẹ - Vị giảm, tăng vị chua Câu 3: - Giải thích tượng: Vi khuẩn lactic biến đường sữa thành axit lactic, đồng thời trình lên men có tỏa nhiệt biến đổi prơtêin làm sữa đông tụ lại, vị sữa giảm, vị chua tăng lên đồng thời lên men phụ tạo điaxêtyl, este axit hữu làm cho sữa có vị chua thơm ngon - Kết luận: Vi khuẩn lactic biến đường thành axit lactic: Lactôzơ ⇒ Galactôzơ + Glucôzơ (xúc tác vi khuẩn lactic) Glucôzơ ⇒ axit lactic (xúc tác vi khuẩn lactic) PL 25 skkn Bài tập 3: Câu 1: Vấn đề cốt lõi đoạn tình là: muối chua rau hình thức lên men lactic tự nhiên Lên men q trình phân giải kị khí cacbohiđrat xúc tác enzim, chất cho nhận electron phân tử hữu Vi khuẩn lactic phân giải số đường (glucozo) có rau, thành axit lactic Mâu thuẫn tình trên: kĩ thuật muối dưa đơn giản, đa số người muối dưa bị khú, muối cà bị thâm đen Tại sao? Câu 2: Cơ sở khoa học thao tác muối dưa sau: + Khi muối dưa, người ta phải phơi cải cho héo (se mặt) để giảm hàm lượng nước rau không làm giảm nồng độ muối nước muối dưa; + Khi muối dưa phải đổ ngập nước nén chặt lại để tạo điều kiện cho vi khuẩn phát triển, đồng thời hạn chế phát triển vi khuẩn lên men thối; + Khi muối dưa, người ta thường cho thêm nước dưa cũ để cung cấp vi khuẩn lactic, làm giảm độ pH môi trường, tạo điều kiện cho vi khuẩn lactic phát triển Cho thêm 1-2 thìa đường (khoảng 0,5-1%) để cung cấp thức ăn ban đầu cho vi khuẩn lactic; Câu 3: Rau làm dưa chua phải có điều kiện: rau làm dưa phải có hàm lượng đường 5-6% Nếu thấp phải bổ sung thêm đường; Câu 4: Dưa để lâu bị khú, vì: trình muối dưa tạo điều kiện cho vi khuẩn lactic hoạt động, hàm lượng axit lactic tăng dần đến mức độ ức chế phát triển vi khuẩn lactic Khi đó, loại nấm men (chính lớp váng trắng mặt dung dịch muối) phát triển mơi trường có độ pH thấp, làm giảm hàm lượng axit lactic Khi hàm lượng axit lacctic giảm đến mức độ định, vi khuẩn lên men thối phát triển làm khú dưa PL 26 skkn PHỤ LỤC ĐỀ KIỂM TRA ĐỊNH LƯỢNG PHỤ LỤC 3.1 BÀI KIỂM TRA LẦN (Thời gian làm 15 phút) I Trắc nghiệm (7 điểm) Câu 1: Lồi sau khơng phải vi sinh vật? A Vi khuẩn lam B Tảo đơn bào C Nấm rơm D Trùng biến hình Câu 2: Khi nói vi sinh vật, phát biểu sau sai? A Vi sinh vật thể nhỏ bé, nhìn rõ kính hiển vi B Vi sinh vật đa dạng lại có khu phân bố hẹp C Phần lớn vi sinh vật thể đơn bào nhân sơ nhân thực D Vi sinh vật có khả hấp thụ chuyển hóa chất dinh dưỡng nhanh Câu 3: Phát biểu sau đúng? A Trong tế bào chất vi sinh vật có đầy đủ bào quan tế bào sinh vật bậc cao B Quá trình hình thành giấm, lên men rượu lên men lactic gồm phản ứng oxi hóa khử C Nitragin kháng sinh tạo từ xạ khuẩn D Tất vi sinh vật có khả cố định nito tự Câu 4: Vi sinh vật có khả sử dụng lượng ánh sáng để tổng hợp chất hữu từ hợp chất vô thuộc nhóm vi sinh vật sau đây? A Vi sinh vật hóa dưỡng vơ B Vi sinh vật tổng hợp C Vi sinh vật quang tự dưỡng vô D Vi sinh vật quang tự dưỡng hữu Câu 5: Kết luận sau sai nói hơ hấp vi sinh vật? A Hơ hấp hiếu khí q trình oxi hóa phân tử hữu mà chất nhận electron cuối oxi phân tử B Hơ hấp hiếu khí q trình oxi hóa phân tử vơ mà chất nhận electron cuối oxi phân tử C Hơ hấp kị khí q trình phân giải cacbohidrat mà chất nhận electron cuối phân tử vô oxi D Hô hấp hình thức hóa dị dưỡng cacbohidrat Câu 6: Khi nói nguồn vật chất vi sinh vật, phát biểu sau sai? A Vi sinh vật sử dụng chất hữu làm nguồn cacbon vi sinh vật dị dưỡng PL 27 skkn B Vi sinh vật hóa dưỡng sử dụng chất hữu làm nguồn lượng C Vi sinh vật tự dưỡng sử dụng CO2 làm nguồn cacbon D Vi sinh vật sử dụng ánh sáng làm nguồn lượng vi sinh vật quang dưỡng Câu 7: Ba môi trường nuôi cấy vi sinh vật phịng thí nghiệm phân biệt dựa vào A Thành phần vi sinh vật B Hàm lượng thành phần chất C Thành phần hóa học thành phần vi sinh vật D Tính chất vật lí mơi trường (rắn, lỏng) Câu 8: Khi nói q trình phân giải, nhận định ? A Làm cho tế bào giảm sinh khối kích thước B Ln kèm theo q trình tích lũy lượng C Xảy bên vi sinh vật đơn bào D Xảy tượng liên kết phân tử tạo hợp chất phức tạp Câu 9: Vi sinh vật tổng hợp nên dầu, mỡ từ nguồn nguyên liệu ? A Axit amin glucôzơ B Glucôzơ axit béo C Glixêrol, axit béo axit phôtphoric D Glixêrol axit béo Câu 10: Loại thực phẩm khơng tạo nhờ q trình lên men pôlisaccarit ? A Nước tương B Kim chi C Rượu êtilic D Nem chua II Tự luận (3 điểm): Câu hỏi: Hãy quan sát hình 1, kết thí nghiệm sau trả lời câu hỏi: Hình 1: Mẫu bánh mì mốc Hình 2: Mẫu nấm mốc PL 28 skkn Thí nghiệm: Lấy mẫu bánh mì rưới nước để môi trường với nhiệt độ thường 35-380 C, sau bảy ngày bánh mì bị mốc Tiến hành phân lập mẫu nấm mốc quan sát kính hiển vi điện tử thấy có nhiều sinh vật nhỏ bé Vậy sinh vật có kích thước nhỏ bé gọi gì? Hãy nêu đặc điểm chúng? Hướng dẫn chấm biểu điểm: I Trắc nhiệm (7 điểm) (Mỗi câu trả lời 0,7 điểm) Câu 10 Đáp án C B B C B B B A D A II Tự luận (3 điểm) Nội dung Điểm - Những sinh vật có kích thước nhỏ bé gọi VSV - Khái niệm VSV: sinh vật có kích thước nhỏ bé, khơng nhìn thấy mắt thường mà phải quan sát kính hiển vi 1,0 - Đặc điểm VSV: + Phần lớn vi sinh vật thể đơn bào nhân sơ nhân thực, số tập hợp đơn bào + Có kích thước hiển vi + Hấp thu chuyển hóa dinh dưỡng nhanh 1,0 1,0 + Sinh trưởng sinh sản nhanh + Vi sinh vật phân bố rộng (môi trường đất, nước, cạn, sinh vật) ĐỀ KIỂM TRA LẦN (Thời gian làm 15 phút) I Trắc nghiệm (7 điểm) Câu 1: Khi nói vi sinh vật, đặc điểm sau khơng đúng: A Có kích thước nhỏ B Phần lớn có cấu tạo đơn bào C Đều có khả tự dưỡng D Sinh trưởng nhanh Câu 2: Đặc điểm sau không cấu tạo vi sinh vật? A Cơ thể nhỏ bé, nhìn thấy rõ kính hiển vi B Tất vi sinh vật có nhân sơ C Một số vi sinh vật có thể đa bào PL 29 skkn D Đa số vi sinh vật có thể tế bào Câu 3: Căn vào nguồn dinh dưỡng cacbon, người ta chia vi sinh vật quang dưỡng thành loại A Quang tự dưỡng quang dị dưỡng B Vi sinh vật quang tự dưỡng vi sinh vật quang dị dưỡng C Quang dưỡng hóa dưỡng D Vi sinh vật quang dưỡng vi sinh vật hóa dương Câu 4: Một loại vi sinh vật sinh trưởng môi trường có ánh sáng chất hữu Vậy kiểu dinh dưỡng vi sinh vật là: A Hóa tự dưỡng B Hóa dị dưỡng C Quang dị dưỡng D Quang tự dưỡng Câu 5: Nhóm vi sinh vật sau có khả sử dụng lượng ánh sáng để tổng hợp chất hữu từ hợp chất vơ cơ? A Vi sinh vật hóa tự dưỡng B Vi sinh vật hóa dị dưỡng C Vi sinh vật quang tự dưỡng D Vi sinh vật hóa dưỡng Câu 6: Trong trình chế biến giấm rượu để thời gian dài độ chua giấm bị giảm dần Cách sau không giúp khắc phục tượng trên? A Bổ sung thêm vi khuẩn axetic để tăng cường hiệu suất tạo giấm B Thu bớt vi khuẩn axetic dịch muối C Bổ sung thêm rượu vào dịch muối D Bổ sung thêm đường vào dịch muối Câu 7: Vi khuẩn nitrat hóa có kiểu dinh dưỡng ? A Hóa tự dưỡng B Hóa dị dưỡng C Quang tự dưỡng D Quang dị dưỡng Câu 8: Vi sinh vật sử dụng nguồn lượng chủ yếu chất vô ? A Nấm men bia B Vi khuẩn lưu huỳnh màu lục C Trùng roi xanh D Vi khuẩn ơxi hóa hiđrơ Câu 9: Chất nguyên liệu tổng hợp nuclêôtit - đơn phân ADN ? A Bazơ nitơ B Glixêrol C Đường cacbon D Axit phôtphoric Câu 10: Loại thực phẩm tạo nhờ ứng dụng q trình PL 30 skkn phân giải pơlisaccarit ? A Giò lụa B Nước mắm D Đậu phụ C Nem chua II Tự luận (3 điểm) Câu hỏi: Bạn Hoa quan sát nếm thử số loại hoa dứa, vải, nhãn, chuối chín lâu ( Hình 3) để khơng khí Hình 3: Mẫu nấm mốc chuối Kết bạn nhận thấy loại hoa vải, nhãn để lâu bị chua Vậy, tác nhân làm cho chín để lâu bị chua? Q trình xẩy trong trường hợp này? Đặc điểm q trình sao? Hướng dẫn chấm biểu điểm: I Trắc nhiệm (7 điểm) (Mỗi câu trả lời 0,7 điểm) Câu 10 Đáp án C B B C B B B A B C II Tự luận (3 điểm) Nội dung Điểm - Tác nhân làm cho chín để lâu bị chua nấm men - Quả chín để lâu bị chua vì dịch chín chứa nhiều đường Ở vỏ nấm men xâm nhập vào xảy q trình lên men, chúng chuyển hóa đường thành rượu từ rượu thành axit (có mùi chua) PL 31 skkn ĐỀ KIỂM TRA LẦN (Thời gian làm 15 phút) I Trắc nghiệm (7 điểm) Câu 1: Vi sinh vật là? A Sinh vật đơn bào, nhìn rõ kính hiển vi B Sinh vật nhân sơ, nhìn rõ kính hiển vi C Sinh vật ký sinh thể sinh vật khác D Sinh vật có kích thước nhỏ bé, nhìn rõ kính hiển vi Câu 2: Căn để phân biệt kiểu dinh dưỡng vi sinh vật gồm A Nguồn lượng khí CO2 B Nguồn cacbon nguồn lượng C Ánh sáng nhiệt độ D Ánh sáng nguồn cacbon Câu 3: Nguồn lượng cung cấp cho hoạt động sống vi khuẩn A Ánh sáng B Ánh sáng chất hữu C Chất hữu D Khí CO2 Câu 4: Động vật ngun sinh có kiểu dinh dưỡng sau đây? A Hóa tự dưỡng B Quang tự dưỡng C Hóa dị dưỡng D Quang dị dưỡng Câu 5: Vi sinh vật có kiểu dinh dưỡng giống với vi nấm ? A Vi khuẩn lam B Vi khuẩn không chứa lưu huỳnh màu lục C Tảo nâu D Trùng giày Câu 6: Sinh vật tự dưỡng sử dụng nguồn cacbon chủ yếu ? A Nhóm cacbonat B Chất hữu C Khí cacbơnic D Khí cacbonmơnơxit Câu 7: Dựa vào kiểu dinh dưỡng đặc trưng, em cho biết vi sinh vật khơng nhóm với vi sinh vật cịn lại ? A Vi khuẩn khơng chứa lưu huỳnh màu lục C Tảo cát B Vi khuẩn lam D Vi khuẩn lưu huỳnh màu tía Câu 8: Nhóm gồm hai đại diện có kiểu dinh dưỡng ? A Trùng biến hình vi khuẩn nitrat hóa B Vi khuẩn lưu huỳnh màu lục tảo vàng ánh C Vi khuẩn ơxi hóa lưu huỳnh vi khuẩn lưu huỳnh màu tía D Nấm men rượu vi khuẩn lam PL 32 skkn Câu 9: Cặp chất vừa sản phẩm lên men êtilic, vừa sản phẩm lên men lactic dị hình ? A Axit axêtic CO2 B Axit lactic CO2 C Axit lactic êtanol D Êtanol CO2 Câu 10: Để phân giải nhanh xác thực vật, người ta thường chủ động cấy vào chúng vi sinh vật có khả tiết hệ enzim A xenlulaza B prôtêaza C saccaraza D prôtêaza II Tự luận (3 điểm) Câu hỏi: Ở quê bạn Nam người ta trồng xen canh đậu với sắn đậu với ngơ (Hình 4) Nam hỏi bác Phong cạnh nhà nội, bác giải thích theo kinh nghiệm người nơng dân, việc làm để bổ sung đạm cho cây, hạn chế bón phân đạm vơ cơ, tiết kiệm chi phí trồng trọt Hình 4: Mơ hình xen canh sắn đậu xanh Em nêu giả thuyết giải thích sở khoa học tượng trên? Hướng dẫn chấm biểu điểm: I Trắc nhiệm (7 điểm) (Mỗi câu trả lời 0,7 điểm) Câu 10 Đáp án D B A C D C A B D A II Tự luận (3 điểm) Nội dung - Giả thuyết đặt ra: Nếu lợi dụng VSV chuyển hóa nitơ đất suốt q trình trồng trọt người dân khỏi mua phân hóa học bổ sung đầy đủ đạm cho - Cơ sở khoa học: Nếu trồng họ đậu xen canh bổ sung nitơ cho đất Lượng nitơ nhờ nhóm VSV sống cộng sinh với họ đậu VSV phân giải nước tiểu thành nitrat mà trồng hấp thu Có nhiều cách bổ sung đạm VSV chuyển hóa nitơ tự do, lợi dụng vi khuẩn cố định đạm, sử dụng nước tiểu phân giải Điểm PL 33 skkn PHỤ LỤC 4: MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM Hình ảnh HS hoạt động xác định vấn đề GV giới thiệu STEM, NL NCKH GV nêu vấn đề ô nhiễm môi trường HS xem Video 1: Trại nuôi lợn xả thải gây ô nhiễm, người dân “khốn khổ”, Video 2: Nước thải ô nhiễm khiến 2.000 sông Việt Nam “chết” dần HS ghi phiếu học tập KWL HS lập kế hoạch thực nhiệm vụ PL 34 skkn Hình ảnh HS báo cáo kiến thức đề xuất giải pháp VÒNG 1: Nhóm chun gia VỊNG 2: Nhóm mảnh ghép Hình ảnh HS tự luyện tập nhà hồn thành nội dung phiếu học tập HS thực hành làm sữa chua HS thực hành muối chua rau cải PL 35 skkn Hình ảnh HS thực chế tạo chế phẩm IMO (ảnh cắt từ video nhóm) Hình ảnh HS thử nghiệm sản phẩm IMO mơi trường Hình ảnh HS báo cáo, chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh sản phẩm PL 36 skkn ... Vì lí mà lựa chọn đề tài ? ?Phát tiển lực nghiên cứu khoa học cho học sinh dạy học chủ đề: Chuyển hóa vật chất lượng vi sinh vật (Sinh học 10- THPT) với vấn đề ứng dụng vi sinh vật để xử lí nước thải. .. học chủ đề “Chuyển hóa vật chất lượng vi sinh vật? ?? (Sinh học 10- THPT) 19 skkn 2.3 Tổ chức dạy học chủ đề STEM để phát triển lực nghiên cứu khoa học cho học sinh dạy học chủ đề “Chuyển hóa vật. .. dung chủ đề “Chuyển hóa vật chất lượng vi sinh vật? ?? (Sinh học 10- THPT) 16 2.2 Thiết kế chủ đề dạy học STEM để phát triển lực nghiên cứu khoa học cho học sinh chủ đề “Chuyển hóa vật chất lượng